Линия травления печатных плат заменила погружной нагреватель из ПТФЭ в травильном растворе хлорида меди всего за семь месяцев. На поверхности нагревателя имеются питтинги вдоль сварных швов и линии подачи жидкости. Сопротивление изоляции упало до 12 МОм. Травителем служил раствор с высоким содержанием хлоридов, работающий при температуре 55 градусов. Для нагревателя была указана мощность 1,5 Вт/см²-, которая хорошо работала в других химических процессах, но была слишком агрессивной для среды,-богатой хлоридами.
Травители с высоким-хлоридом являются одними из наиболее требовательных химических веществ для погружных нагревателей из ПТФЭ. Ионы хлорида проникают в защитные пленки и вызывают питтинг на металлах. Они также проникают в полимеры и разрушают связь между покрытием и подложкой. Сочетание воздействия хлоридов и повышенной температуры ускоряет разложение.
Почему хлоридные травители требуют более низкой плотности мощности
Ионы хлорида маленькие, подвижные и агрессивные. Они проникают в ПТФЭ со скоростью, которая зависит от температуры и концентрации. При 55 градусах и высокой концентрации хлоридов скорость проникновения значительна. Ионы хлорида достигают линии связи между ПТФЭ и металлической оболочкой, где они инициируют коррозию.
Скорость проникновения активируется термически. Каждые 10 градусов повышения примерно удваивают этот показатель. У обогревателя, работающего на 1,5 Вт/см², температура поверхности на 15–20 градусов выше, чем у обогревателя на 1,0 Вт/см². Более высокая температура ускоряет проникновение хлоридов и сокращает время разрушения покрытия.
| Ватт Плотность | Температура поверхности при температуре 55 градусов в массе | Скорость проникновения хлоридов | Время до разрушения покрытия | Ожидаемый срок службы |
|---|---|---|---|---|
| 0,6 Вт/см² | 65–70 градусов | Очень низкий | >36 месяцев | 4–6 лет |
| 0,8 Вт/см² | 70–75 градусов | Низкий | 24–36 месяцев | 3–5 лет |
| 1,0 Вт/см² | 75–82 градуса | Умеренный | 12–24 месяца | 2–3 года |
| 1,2 Вт/см² | 82–90 градусов | Высокий | 8–14 месяцев | 12–24 месяца |
| 1,5 Вт/см² | 90–100 градусов | Очень высокий | 4–8 месяцев | 6–12 месяцев |
Плотность ватт и ее влияние на проникновение хлоридов и срок службы
Температурный потолок для хлоридов
Температура поверхности является управляющей переменной. Для травителей с высоким-хлоридом при температуре 55 градусов температура поверхности не должна превышать 80–85 градусов. Выше этого диапазона скорость проникновения хлоридов увеличивается, и ПТФЭ быстро разлагается.
Чтобы поддерживать температуру поверхности ниже 85 градусов, плотность ватт должна быть ограничена до 1,0–1,2 Вт/см² в ваннах с умеренным перемешиванием. В зонах с низким-потоком предел снижается до 0,8 Вт/см².
Расчет необходимой площади поверхности
Требуемая площадь поверхности зависит от мощности и плотности ватт. Для мощности 6 кВт при 1,0 Вт/см² необходимая площадь поверхности составляет 6000 см². Односторонний-обогреватель площадью 500 × 600 мм обеспечивает 3000 см²-недостаточно. Двусторонний-обогреватель обеспечивает площадь 6000 см², что соответствует требованиям.
Если в резервуаре невозможно разместить двухсторонний-обогреватель размером 500 × 600 мм, несколько нагревателей меньшего размера, расположенных вокруг резервуара, могут обеспечить необходимую площадь поверхности, сохраняя при этом низкую плотность мощности.
| Мощность | Ватт Плотность | Требуемая площадь поверхности | Односторонний-след | Двусторонний-отпечаток |
|---|---|---|---|---|
| 3 кВт | 1,0 Вт/см² | 3000 см² | 500 × 600 мм | 500 × 300 мм |
| 4 кВт | 1,0 Вт/см² | 4000 см² | 500 × 800 мм | 500 × 400 мм |
| 5 кВт | 1,0 Вт/см² | 5000 см² | 500 × 1000 мм | 500 × 500 мм |
| 6 кВт | 1,0 Вт/см² | 6000 см² | 600 × 1000 мм | 600 × 500 мм |
| 8 кВт | 1,0 Вт/см² | 8000 см² | 800 × 1000 мм | 800 × 500 мм |
Требования к площади поверхности и занимаемой площади для травителей с высоким-хлоридом при 1,0 Вт/см²
Практические шаги по спецификации для обслуживания с высоким-хлоридом
Начните с концентрации хлорида. Более высокие концентрации требуют более низкой плотности ватт. Для концентраций выше 200 г/л удельная мощность не должна превышать 1,0 Вт/см². Для концентраций выше 300 г/л предел снижается до 0,8 Вт/см².
Выберите плотность ватт исходя из фактических условий потока в месте расположения нагревателя. В ванне с умеренным перемешиванием достаточно 1,0 Вт/см². В зоне низкого-расхода уменьшите мощность до 0,8 Вт/см².
Рассчитайте необходимую площадь поверхности, исходя из мощности и плотности ватт. Для режима 6 кВт при 1,0 Вт/см² требуется 6000 см². Если один нагреватель не может обеспечить такую площадь внутри резервуара, рассмотрите возможность использования нескольких нагревателей, расположенных по периметру.
Убедитесь, что температура поверхности нагревателя остается ниже 85 градусов. Если расчетная температура поверхности превышает этот предел, уменьшите плотность мощности или улучшите поток на поверхности нагревателя.
Когда стандартные обогреватели не могут удовлетворить требования по удельной мощности
Резервуары для травления с высоким-хлоридом, требующие высокой мощности и ограниченным периферийным пространством, часто не могут вместить стандартные погружные нагреватели из ПТФЭ с низкой плотностью мощности, необходимой для химической деятельности. Специальная конфигурация погружного нагревателя из ПТФЭ с большой площадью поверхности, низкой плотностью ватт и расположением,-оптимизированным по потоку, устраняет основную причину несоответствия плотности ватт. Для процесса спецификации требуется указать концентрацию хлоридов, рабочую температуру, размеры резервуара, условия потока и требуемую мощность. На предприятиях с травителями с высоким содержанием-хлоридов этот подход-, ориентированный на конкретную область применения, уменьшает точечную коррозию и продлевает срок службы нагревателя.
